Une pluie d’électrons responsable d’émissions aurorales à la surface de Mercure !

L’interaction entre le vent solaire et le champ magnétique intrinsèque d’une planète entraîne diverses réponses à l’intérieur de la magnétosphère qu’elle forme. Comme pour la Terre, mais sur des échelles de temps beaucoup plus rapides, la magnétosphère de Mercure est connue pour impliquer des processus fondamentaux conduisant à des reconfigurations rapides de la magnétosphère libérant du plasma et de l’énergie. Au cours du cycle magnétosphérique qui résulte de cette interaction, les particules chargées sont ainsi accélérées, transportées, perdues ou recyclées dans la magnétosphère. Les électrons notamment peuvent précipiter et induire des émissions aurorales en fluorescence X à la surface de Mercure.

La mission BepiColombo, dont le troisième survol rapproché de Mercure vient d’avoir lieu en juin 2023, dispose d’une instrumentation plasma de pointe permettant d’étudier les propriétés des particules chargées dans la magnétosphère de Mercure, notamment, 50 ans après la mission Mariner 10, celles des populations d’électrons thermiques et suprathermiques.

Une équipe de recherche dont des scientifiques de l’IRAP (CNRS-INSU, Université de Toulouse III et CNES), a analysé les données recueillies pendant le premier survol de Mercure en Octobre 2021 par les analyseurs d’électrons à Mercure MEA (1) fournis par l’IRAP (2) , et mis en évidence pour la première fois des injections multiples et impulsives d’électrons suprathermiques sur des lignes de champ magnétique fermées qui finissent par précipiter à la surface de Mercure, en relation avec le développement probable d’une activité de type sous orage magnétique. Ces observations soulignent que les injections d’électrons et la dérive magnétique dépendante de leur énergie qui en résulte sont un mécanisme universel maintenant documenté dans tout le Système Solaire. Ce mécanisme génère ainsi différents types d’aurores désormais observées sur toutes les planètes magnétisées à l’exception de Neptune, ainsi qu’au-dessus des champs magnétiques crustaux de la croûte martienne, malgré les différences de structure et de dynamique des magnétosphères planétaires.

Notes

1. Mercury Electron Analyzer
2. Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP – OMP)

Ressources complémentaires

• Publication scientifique : Aizawa, Harada, André, et al., Direct evidence of substorm-related impulsive injections of electrons at Mercury, Nature Communications, 14, Article number: 4019 (2023)
• Communiqués de Presse :
  • First BepiColombo Flyby of Mercury Finds Electron Rain Triggers X-Ray Auroras (EuroPlanet)
  • Mio witnesses electrons precipitating towards the planet Mercury during the BepiColombo flyby (JAXA)
  • Discovery of local chorus waves that unlock the source of Mercury’s electron acceleration and aurora! (JAXA)
  • Une pluie d’électrons responsable d’émissions aurorales à la surface de Mercure ! (CNRS-INSU)
  • Une pluie d’électrons responsable d’émissions aurorales à la surface de Mercure ! (CNES)

Contact IRAP

• Nicolas André, nicolas.andre@irap.omp.eu